《2024届高考物理一轮总复习第一编第二章相互作用第3讲力的合成和分解课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2024届高考物理一轮总复习第一编第二章相互作用第3讲力的合成和分解课件（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第3讲力的合成和分讲力的合成和分解解一、共点力合力和分力一、共点力合力和分力1共点力共点力几几个个力力如如果果都都作作用用在在物物体体的的_，或或它它们们的的作作用用线线相相交交于于一一点点，这这几个力叫作共点力。几个力叫作共点力。2合力和分力合力和分力(1)定定义义：假假设设一一个个力力单单独独作作用用的的_跟跟某某几几个个力力共共同同作作用用的的效效果果相相同同，这一个力就叫作那几个力这一个力就叫作那几个力的的_，那几个力叫作这一个力那几个力叫作这一个力的的_。(2)关系：合力和分力关系：合力和分力是是_的的关系关系。同一点同一点效果效果合力合力分力分力等效替代等效替代二、力的合成二、力
2、的合成1定义：定义：求几个力的合力的过程。求几个力的合力的过程。2运算法运算法则则(1)平平行行四四边边形形定定则则：求求两两个个互互成成角角度度的的共共点点力力的的合合力力时时，以以表表示示这这两两个个力力的的有有向向线线段段为为_作作平平行行四四边边形形，这这两两个个邻邻边边之之间间的的_就就代代表表合合力力的的大大小小和和方方向向。如图甲所示。如图甲所示。(2)三角形定则：把两个矢三角形定则：把两个矢量量_，从而求出合矢量的方法。如图乙所从而求出合矢量的方法。如图乙所示。示。邻边邻边对角线对角线首尾相接首尾相接三、力的分解三、力的分解1定义：定义：求一个已知力求一个已知力的的_的的过程。
3、过程。2运算法则运算法则：_定定则则或或_定定则。则。3两种分解方法两种分解方法：_分分解法解法和和_分分解法。解法。四、矢量和标量四、矢量和标量1矢量：既有大小又矢量：既有大小又有有_的的量，运算时遵量，运算时遵从从_定定则。则。2标量：只有大小没有方向的量，运算时标量：只有大小没有方向的量，运算时按按_相相加减。加减。分力分力平行四边形平行四边形三角形三角形正交正交效果效果方向方向平行四边形平行四边形算术法则算术法则情境创设情境创设如如图图甲甲所所示示，两两个个小小孩孩分分别别用用F1、F2提提着着一一桶桶水水，水水桶桶静静止止；如如图图乙乙所所示示，一个大人单独用力一个大人单独用力F提着
4、同一桶水，水桶静止。提着同一桶水，水桶静止。微点判断微点判断(1)F1和和F2是共点力是共点力。()(2)F1和和F2的共同作用效果与的共同作用效果与F的作用效果相同的作用效果相同。()(3)合力合力F与分力与分力F1、F2之间满足平行四边形定则之间满足平行四边形定则。()(4)水桶的重力就是水桶的重力就是F1、F2两个力的合力两个力的合力。()(5)几个力的共同作用效果可以用一个力代替几个力的共同作用效果可以用一个力代替。()(6)在进行力的合成与分解时，要应用平行四边形定则或三角形定则在进行力的合成与分解时，要应用平行四边形定则或三角形定则。()(7)两个力的合力一定比任一分力大两个力的合
5、力一定比任一分力大。()(8)合力与分力是等效替代关系，因此受力分析时不要重复分析合力与分力是等效替代关系，因此受力分析时不要重复分析。()(一一)力的合成力的合成(固基点固基点)题点全练通题点全练通1两个力的合力范围两个力的合力范围有有两两个个共共点点力力，一一个个力力的的大大小小是是10 N，另另一一个个力力的的大大小小是是4 N，它它们们合合力力的的大大小可能小可能是是()A40 N B25 N C15 N D8 N解析解析：6 NF合合14 N，只有，只有8 N在此范围内，在此范围内，D项正确。项正确。答案：答案：D2三个力的合力范围三个力的合力范围(多多选选)一一物物体体静静止止于于
6、水水平平桌桌面面上上，两两者者之之间间的的最最大大静静摩摩擦擦力力为为5 N，现现将将水水平平面面内内三三个个力力同同时时作作用用于于物物体体的的同同一一点点，三三个个力力的的大大小小分分别别为为2 N、2 N、3 N。下下列列关于物体的受力情况和运动情况判断正确的关于物体的受力情况和运动情况判断正确的是是 ()A物体所受静摩擦力可能为物体所受静摩擦力可能为2 NB物体所受静摩擦力可能为物体所受静摩擦力可能为4 NC物体可能仍保持静止物体可能仍保持静止D物体一定被拉动物体一定被拉动解解析析：两两个个2 N的的力力的的合合力力范范围围为为04 N，然然后后与与3 N的的力力合合成成，则则三三力力
7、的的合合力力范范围为围为07 N，由于最大静摩擦力为，由于最大静摩擦力为5 N，因此可判定，因此可判定A、B、C正确，正确，D错误错误。答案：答案：ABC3作图法求合力作图法求合力某某物物体体同同时时受受到到2个个共共点点力力作作用用，在在如如图图所所示示的的四四种种情情况况中中(坐坐标标纸纸中中每每格格的的边长均表示边长均表示1 N大小的力大小的力)，物体所受合外力最大的，物体所受合外力最大的是是 ()答案：答案：C4计算法求合力计算法求合力 在平在平面内有作用于同一点的面内有作用于同一点的四个四个力，以力的力，以力的作作用用点为坐标原点点为坐标原点O，四个力的方向如图所示，四个力的方向如图
8、所示，其，其中中F16 N，F28 N，F34 N，F42 N。这四个力的合。这四个力的合力方力方向指向指向向()A第一象限第一象限 B第二象限第二象限C第三象限第三象限 D第四象限第四象限答案：答案：A要点自悟明要点自悟明1合力范围的确定合力范围的确定(1)两个共点力的合力范围：两个共点力的合力范围：|F1F2|FF1F2。(2)三个共点力的合力范围三个共点力的合力范围最大值：三个力同向时，其合力最大，为最大值：三个力同向时，其合力最大，为FmaxF1F2F3。最最小小值值：以以这这三三个个力力的的大大小小为为边边，如如果果能能组组成成封封闭闭的的三三角角形形(三三个个力力首首尾尾相相接接)
9、，则则其其合合力力的的最最小小值值为为零零，即即Fmin0；如如果果不不能能，则则合合力力的的最最小小值值为为FminF1|F2F3|(F1为三个力中最大的力为三个力中最大的力)。2共点力合成的常用方法共点力合成的常用方法(1)作图法：作图法：从力的作用点起，按同一标度作出两个分力从力的作用点起，按同一标度作出两个分力F1和和F2的图示的图示，再以，再以F1和和F2的图示为邻边作平行四边形，画出的图示为邻边作平行四边形，画出过过作作用用点点的的对对角角线线，量量出出对对角角线线的的长长度度，计计算算出出合合力力的的大大小小，量量出出对对角角线线与与某某一力的夹角确定合力的方向一力的夹角确定合力
10、的方向(如图所示如图所示)。(2)计算法：计算法：几种特殊情况的共点力的合成。几种特殊情况的共点力的合成。(二二)力的分解力的分解(精研点精研点)方法方法1力的效果分解法力的效果分解法1力的分解的原则力的分解的原则(1)选选用用哪哪一一种种方方法法进进行行力力的的分分解解要要视视情情况况而而定定，一一般般来来说说，当当物物体体受受到到三三个个或或三三个个以以下下的的力力时时，常常按按实实际际效效果果进进行行分分解解，若若受受到到三三个个力力中中，有有两两个个力力互互相相垂垂直直，可选用正交分解法。可选用正交分解法。(2)当物体受到三个以上的力时，常用正交分解法。当物体受到三个以上的力时，常用正
11、交分解法。2力的效果分解法的步骤力的效果分解法的步骤例例1 某压榨机的结构示意图如图所示，其中某压榨机的结构示意图如图所示，其中B为固定铰链为固定铰链，若，若在在A铰链处作用一垂直于墙壁的力铰链处作用一垂直于墙壁的力F，则由于力，则由于力F的作用，使的作用，使滑块滑块C压压紧紧物体物体D，设，设C与与D光滑接触，杆的重力及滑块光滑接触，杆的重力及滑块C的重力不计的重力不计，图中，图中a0.6 m，b0.1 m，则物体，则物体D所受压力的大小与力所受压力的大小与力F的比值的比值为为 ()A3 B4 C5 D6答案答案A方法方法2力的正交分解法力的正交分解法(1)定义：将已知量按相互垂直的两个方向
12、进行分解的方法。定义：将已知量按相互垂直的两个方向进行分解的方法。(2)建建轴轴原原则则：一一般般选选共共点点力力的的作作用用点点为为原原点点，在在静静力力学学中中，以以少少分分解解力力和和容容易易分分解解力力为为原原则则(使使尽尽量量多多的的力力分分布布在在坐坐标标轴轴上上)；在在动动力力学学中中，往往往往以以加加速速度度方方向向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系。和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系。(3)解解题题方方法法：首首先先把把各各力力向向相相互互垂垂直直的的x轴轴、y轴轴上上分分解解，然然后后分分别别对对x轴轴方方向向和和y轴方向列式分析。轴方向列式分析。答案答案B答案答案C模型建
13、构模型建构“活结活结”模型分析模型分析模型结构模型结构模型解读模型解读模型特点模型特点“活结活结”把绳子分为两段，且可沿绳移把绳子分为两段，且可沿绳移动，动，“活结活结”一般由绳跨过滑轮或绳上一般由绳跨过滑轮或绳上挂一光滑挂钩而形成，绳子因挂一光滑挂钩而形成，绳子因“活结活结”而弯曲，但实际为同一根绳而弯曲，但实际为同一根绳“活结活结”两侧的两侧的绳子上的张力大绳子上的张力大小处处相等小处处相等例例2“死结死结”模型模型(2022辽宁高考辽宁高考)如图所示，蜘如图所示，蜘蛛蛛用用蛛丝将其自身悬挂在水蛛丝将其自身悬挂在水管上管上，并处于静止状态。蛛丝，并处于静止状态。蛛丝OM、ON与竖直方向夹角
14、分别为与竖直方向夹角分别为、()。用。用F1、F2分别表示分别表示OM、ON的拉力，的拉力，则则()AF1的竖直分力大于的竖直分力大于F2的竖直分力的竖直分力BF1的竖直分力等于的竖直分力等于F2的竖直分力的竖直分力CF1的水平分力大于的水平分力大于F2的水平分力的水平分力DF1的水平分力等于的水平分力等于F2的水平分的水平分力力答案答案D二、二、“动杆动杆”与与“定杆定杆”模型模型例例3“动动杆杆”模模型型如如图图为为两两种种形形式式的的吊吊车车的的示示意意图图，OA为为可可绕绕O点点转转动动的的轻轻杆杆，重重量量不不计计，AB为为缆缆绳绳，当当它它们们吊吊起起相相同同重重物物时时，杆杆OA
15、在在图图甲甲、乙乙中中的的受受力力分别为分别为Fa、Fb，则下列关系正确的，则下列关系正确的是是()AFaFb BFaFbCFaFb D大小不确定大小不确定答案答案A模型建构模型建构“动杆动杆”模型分析模型分析模型结构模型结构模型解读模型解读模型特点模型特点轻杆用光滑的转轴或铰轻杆用光滑的转轴或铰链连接，轻杆可围绕转链连接，轻杆可围绕转轴或铰链自由转动轴或铰链自由转动当杆处于平衡时，杆当杆处于平衡时，杆所受的弹力方向一定所受的弹力方向一定沿杆沿杆例例4“定杆定杆”模型模型 如图所示，水平横梁一端如图所示，水平横梁一端A插在插在墙墙壁壁内，另一端装有一小滑轮内，另一端装有一小滑轮B。一轻绳的一端
16、。一轻绳的一端C固定于墙壁上固定于墙壁上，另另一端跨过滑轮后悬挂一质量为一端跨过滑轮后悬挂一质量为m10 kg的重物，的重物，CBA30，则则滑轮受到绳子的作用力大小为滑轮受到绳子的作用力大小为(g取取10 m/s2)()A50 N B60 NC120 N D100 N答案答案D模型建构模型建构“定杆定杆”模型分析模型分析模型结构模型结构模型解读模型解读模型特点模型特点轻杆被固定在接触面轻杆被固定在接触面上，不发生转动上，不发生转动杆所受的弹力方向不杆所受的弹力方向不一定沿杆，可沿任意一定沿杆，可沿任意方向方向答案：答案：B解解析析：将将a、b看看成成一一个个整整体体受受力力分分析析可可知知，当当力力F与与Oa垂垂直直时时F最最小小，可知此时可知此时F2mgsin mg，B正确正确。答案：答案：B答案：答案：B答案：答案：C归纳总结归纳总结两两类类最最小小值值问问题题因因初初始始条条件件有有所所差差别别，表表面面上上看看似似乎乎不不同同，但但这这两两类类问问题题实际上都是应用图解法分析极值条件，从而得出最后结果的。实际上都是应用图解法分析极值条件，从而得出最后结果的。
